DE4430495A1 - Vorrichtung zur Herstellung von stapelbaren Kunststoffbehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von stapelbaren Kunststoffbehältern, die einen vorzugs­ weise rechteckigen Boden und mehrere, vorzugsweise vier über den Boden überstehende, über Eck miteinander ver­ bundene, eine gemeinsame umlaufende Behälteroberkante bildende Seitenwände aufweisen.

Im Materialfluß von Industrieunternehmen werden Werk­ stücke häufig in derartigen Behältern zugeliefert, zwi­ schengelagert und an den jeweiligen Arbeitsplatz ge­ bracht. Für Transport- und Lagerzwecke müssen diese Behälter unter Bildung von Behälteranordnungen stapel­ bar und daher im Bereich ihrer Unter- und Oberkanten mit Stapelrändern versehen sein. Die Stapelränder be­ kannter Systembehälter sind rundumlaufend ausgebildet, wobei die Oberkante der Behälter zugleich eine Abstütz­ kante für den darunter befindlichen Stapelbehälter bil­ det. In Anpassung an die übliche Palettengröße sind die Stapelbehälter meist als Flachbehälter mit einer Grund­ fläche von 1000 × 600 mm oder von 1200 × 500 mm ausge­ bildet. Trotz eines relativ kleinen Entformwinkels von 0,4° bis 1° waren dort die Behälterhöhen auf etwa 100 mm nach oben beschränkt. Die in der Praxis zu verpacken­ den Gegenstände sind jedoch unterschiedlich hoch, so daß ein Bedarf nach unterschiedlich hohen Systembehäl­ tern besteht. Die Paletteneinheiten mit vorgegebener Normhöhe können dementsprechend mit unterschiedlich hohen Systembehältern unter Anpassung der Stückzahlen aufgebaut werden. So kann eine Paletteneinheit mit 1000 mm Normhöhe, einer Palettenhöhe von 150 mm und einer Deckelhöhe von 40 mm beispielsweise mit 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 übereinandergestapelten Paletten ge­ eigneter Höhe zusammengesetzt werden. Der Verwirkli­ chung dieser Idee stand bisher entgegen, daß für jeden einzelnen Systembehälter mit unterschiedlicher Wandhöhe ein eigenes, relativ teures Formwerkzeug erforderlich war. Hinzu kommt, daß auch bei relativ kleinen Entfor­ mungswinkeln von 0,4° bis 1° ein Übereinanderstapeln von Behältern mit dünner Wandstärke und unterschiedli­ cher Höhe nicht ohne weiteres möglich ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit welcher un­ ter Verwendung eines einzigen Werkzeugs unterschiedlich hohe stapelbare Kunststoffbehälter gleicher Bauart ge­ fertigt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Formwerk­ zeug bestehend aus

• - einem topfförmigen Werkzeugunterteil,
• - einem gegenüber diesem zwischen einer Offenstellung außerhalb und einer Schließstellung innerhalb des Werkzeugunterteils verschiebbaren Werkzeugoberteil,
• - einem durch eine Bodeninnenfläche und eine umlaufende Wandinnenfläche des Werkzeugunterteils einerseits und durch eine Bodenaußenfläche und eine umlaufende Wand­ außenfläche des in seiner Schließstellung befindli­ chen Werkzeugoberteils andererseits begrenzten, mit einem dünnflüssigen, unter Bildung des Behälters aus­ härtbaren Kunststoff oder Reaktionsgemisch beauf­ schlagbaren Formnest
• - und einer das Formnest zwischen der Wandinnenfläche des Werkzeugunterteils und der Wandaußenfläche des Werkzeugoberteils von oben her über eine Teilhöhe dichtend ausfüllenden, ringförmig mit geschlossener Unterkante umlaufenden Füllstückanordnung aus elasto­ merem, temperaturfestem Material, vorzugsweise aus einem Silikonmaterial.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Füllstückanordnung mehrere, in Umfangsrichtung voneinander getrennte und an ihren einander zugewandten Enden dicht gegeneinander anliegende Füllstücke auf­ weist, die form- und/oder kraftschlüssig mit dem Werk­ zeugoberteil verbindbar sind. Zweckmäßig ist dabei an jeder Wandseite des Werkzeugoberteils ein sich etwa über deren Länge erstreckendes Füllstück befestigbar, wobei die wandseitigen Füllstücke über Eck zusätzlich durch abgebogene, vorzugsweise in sich gekrümmte eck­ seitige Füllstücke miteinander verbunden werden können. Damit die Füllstücke beim Öffnungs- und Schließvorgang des Formwerkzeugs zuverlässig mitgenommen werden, ist in der Wandaußenfläche des Werkzeugoberteils zweckmäßig eine zum Formnest hin randoffene, vorzugsweise umlau­ fende Ausnehmung zur formschlüssigen Verankerung der zur Ausnehmung komplementär geformten Füllstücke vorge­ sehen. Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht kann dadurch erzielt werden, daß die Füllstücke eine von dem elastomeren Material ummantelte Armierung aus magnetisierbarem Material enthalten und daß innerhalb des Werkzeugoberteils auf der Höhe der Füllstücke in Richtung Wandaußenfläche weisende Permanent- oder Elek­ tromagnete angeordnet sind. Die zweckmäßig aus Eisen bestehende Armierung kann dabei als Lochblech oder Lochgitter ausgebildet und mit ihren Löchern formschlüs­ sig im Silikonmaterial verankert sein.

Das aus einem nicht magnetisierbarem Material, vorzugs­ weise aus Aluminium bestehende Werkzeugoberteil weist in seinem Wandbereich mehrere, in Umfangsrichtung ne­ beneinander angeordnete, von innen her an ihrem Boden bis in die Nähe der Wandaußenfläche reichende Sacklö­ cher zur Aufnahme der Magnete auf. Zur weiteren Erhö­ hung der magnetischen Haftkräfte können mindestens zwei in unterschiedlicher Höhe umlaufende Sacklochreihen zur Aufnahme der Magnete vorgesehen werden.

Zur Herstellung von Behältern mit unterschiedlicher Seitenwandhöhe sind gemäß einer bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung mehrere gegeneinander austauschbare Füllstückanordnungen unterschiedlicher Höhe vorgesehen.

Obwohl die Füllstücke aus einem nachgiebigen elastome­ ren Dichtungsmaterial bestehen, ergeben sich beim Einspritzvorgang keine Verformungsprobleme, wenn das Reak­ tionsgemisch bodenseitig in das Formnest eingespritzt wird, so daß es am Ende der Schußzeit nahezu drucklos gegen die Füllstücke anstößt. Die den freien Teil des Formnests begrenzende Unterkante der Füllstückanord­ nung, die eine ebene oder konkave Querschnittskontur aufweisen kann, bestimmt dabei die Oberflächengestalt der Behälteroberkante.

Um auch bei einer relativ dünnen Behälterwandstärke ein Übereinanderstapeln unterschiedlich hoher, mit ein- und demselben Werkzeug hergestellter Behälter zu ermögli­ chen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Entform­ winkel der Wandinnen- und -außenflächen der Werkzeugun­ ter- und -oberteile weniger als 0,4°, vorzugsweise 0,1° bis 0,3° beträgt.

Zur Erleichterung des Entformvorgangs wird gemäß einer vorteilhaften oder alternativen Ausgestaltung der Er­ findung vorgeschlagen, daß im Werkzeugunterteil minde­ stens eine zum Formnest hin offene Ausnehmung zur form- und kraftschlüssigen Aufnahme eines auf der Formnest­ seite mit der Innenfläche des Werkzeugunterteils bündig und formtreu abschließenden Silikonstopfens vorgesehen ist, wobei der Silikonstopfen mindestens einen von au­ ßen her in das Formnest mündenden, mit Druckluft be­ aufschlagbaren, unter Druckeinwirkung aus dem Formnest selbsttätig verschließbaren Ventilkanal aufweist. Zur Druckluftbeaufschlagung ist in den Stopfen zweckmäßig ein nach außen überstehender, innenseitig mit dem Ven­ tilkanal kommunizierender Schlauchanschlußstutzen ein­ gebettet oder eingegossen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1a und b einen senkrechten Schnitt durch ein Form­ werkzeug im offenen und im geschlossenen Zu­ stand;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch das Werkzeugober­ teil mit vier, zu einem geschlossenen Kranz zusammengesetzten Füllstücken;

Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 mit acht sich zu einem geschlossenen Kranz zusammenge­ setzten Füllstücken;

Fig. 4a und b einen Ausschnitt aus dem Werkzeugunter­ teil mit Luftauswerfer in perspektivischer Ex­ plosionsdarstellung und in einer Schnittdarstel­ lung.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellten Form­ werkzeuge sind zur Herstellung von stapelbaren Kunst­ stoffbehältern unterschiedlicher Höhe bestimmt, wie sie beispielsweise in der DE-A-42 07 545 dargestellt und beschrieben sind. Sie bestehen aus einem topfförmigen Werkzeugunterteil 10 und einem gegenüber diesem zwi­ schen einer Offenstellung (Fig. 1a) und einer Schließ­ stellung (Fig. 1b) innerhalb des Werkzeugunterteils verschiebbaren Werkzeugoberteil 12. In der Schließstel­ lung wird zwischen dem Werkzeugunterteil 10 und dem Werkzeugoberteil 12 ein Formnest 14 gebildet, das durch die Bodeninnenfläche 16 und die umlaufende Wandinnen­ fläche 18 des Werkzeugunterteils 10 einerseits und durch die Bodenaußenfläche 20 und die umlaufende Wand­ außenfläche 22 des Behälteroberteils 12 andererseits begrenzt ist. Das Formnest ist zwischen der Wandinnen­ fläche 18 des Werkzeugunterteils 10 und der Wandaußen­ fläche 22 des Werkzeugoberteils 12 im oberen Teil über eine Teilhöhe dichtend mit einer ringförmig umlaufenden Füllstückanordnung 24 aus elastomerem temperaturfestem Silikonmaterial ausgefüllt. Wie aus Fig. 2 und 3 zu er­ sehen ist, besteht die Füllstückanordnung aus vier den einzelnen Wandseiten des Werkzeugoberteils 12 zugeord­ neten Füllstücken 26, die im Falle der Fig. 3 durch vier weitere, in sich gebogene eckseitige Füllstücke 28 miteinander verbunden sind. An ihrem oberen Rand weisen die Füllstücke 26, 28 eine nach innen überstehende Wulst 30 auf, mit der sie in einer entsprechenden Ausnehmung 32 des Werkzeugoberteils 12 formschlüssig verankert sind. Weiter weisen die Füllstücke 26, 28 eine in das Silikonmaterial formschlüssig eingebettete, als Loch­ blech ausgebildete Armierung 34 aus Weicheisenmaterial auf. Die Armierung hat einmal eine Stabilisierungsfunk­ tion. Zum anderen dient sie aufgrund ihren magnetisier­ baren Eigenschaften zur Herstellung einer Haftverbin­ dung mit dem Werkzeugoberteil 12. Zu diesem Zweck sind in das Werkzeugoberteil von innen her Sacklöcher 36 zur Aufnahme von Permanent- oder Elektromagneten 38 einge­ bracht, die an ihrem Boden bis in die Nähe der Wandau­ ßenfläche 22 des aus Aluminium bestehenden Werkzeug­ oberteils 12 reichen. Zur Herstellung von Systembehäl­ tern mit unterschiedlicher Wandhöhe sind unterschied­ liche, gegeneinander austauschbare Füllstücksätze 24 unterschiedlicher Höhe vorgesehen.

Das Formnest 14 wird über einen am Boden des Werkzeug­ oberteils 12 befestigten Mischkopf 40 und einen durch den Oberteilboden hindurchgreifenden Angußkanal 42 mit einem dünnflüssigen, unter Bildung des Behälters aus­ härtbaren Reaktionsgemisch, beispielsweise mit Isozya­ nat und Polyol als Reaktionskomponenten zur Bildung von Polyurethan, so beaufschlagt, daß sich der freie Teil des Formnests 14 bis zum Anschlag gegen die umlaufende Unterkante 44 der Füllstückanordnung 24 füllt. Nach er­ folgtem Aushärten wird das Werkzeugoberteil 12 in seine Offenstellung gemäß Fig. 1a verschoben und der fertige Behälter 45 ausgeworfen.

Zur Erleichterung des Auswerfervorgangs sind im Werk­ zeugunterteil Luftauswerfer 46 vorgesehen, die einen in eine zum Formnest hin randoffene Ausnehmung 47 des Werkzeugunterteils 10 eingesetzten, mit einer Vielzahl Ventilkanäle 48 versehenen Silikonstopfen 50 und einen mit einem verdickten Verteilerkopf 52 in den Silikon­ stopfen 50 eingebetteten, rückseitig über den Silikon­ stopfen und das Werkzeugunterteil 10 überstehenden An­ schlußstutzen 54 aufweist. An den Anschlußstutzen 54 ist ein Druckluftschlauch 56 mit einer Schlauchklemme 58 festklemmbar. Der Verteilerkopf 52 kommuniziert stirnseitig mit den Ventilkanälen 48, die unter Druck­ luft aufspreizbar und unter einem Gegendruck aus dem Formnest 14 selbsttätig verschließbar sind.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von stapelbaren Systembehältern aus Kunststoff. Die er­ findungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Formwerkzeug be­ stehend aus einem topfförmigen Werkzeugunterteil 10 und einem gegenüber diesem zwischen einer Offenstellung außerhalb und einer Schließstellung innerhalb des Werk­ zeugunterteils 10 verschiebbaren Werkzeugoberteil 12. In der Schließstellung des Werkzeugoberteils 12 ist zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil ein Formnest 14 gebildet, das mit einem dünnflüssigen, unter Bildung des Behälters aushärtbaren Reaktionsge­ misch beaufschlagbar ist. Um mit einem einzigen Form­ werkzeug Behälter unterschiedlicher Höhe herstellen zu können, sind mehrere gegeneinander austauschbare, das Formnest 14 von oben her über eine Teilhöhe dichtend ausfüllende, mit einer geschlossenen Unterkante umlau­ fende Füllstückanordnungen 24 aus Silikonmaterial un­ terschiedlicher Höhe vorgesehen. Jede Füllstückanord­ nung 24 besteht dabei aus mehreren, über den Umfang des Werkzeugoberteils 12 dicht aneinander anschließenden Füllstücken 26, 28, die mit einer Eisenarmierung 34 für eine magnetische Halterung am Werkzeugoberteil 12 ver­ sehen sind.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Herstellung von stapelbaren Behäl­ tern, die einen vorzugsweise rechteckigen Boden und mehrere, vorzugsweise vier über den Boden überste­ hende, über Eck miteinander verbundene, eine ge­ meinsame umlaufende Behälteroberkante bildende Sei­ tenwände aufweisen, mit einem Formwerkzeug, beste­ hend aus einem topfförmigen Werkzeugunterteil (10), einem gegenüber diesem zwischen einer Offenstellung außerhalb und einer Schließstellung innerhalb des Werkzeugunterteils (10) verschiebbaren Werkzeug­ oberteil (12), einem durch eine Bodeninnenfläche (16) und eine umlaufende Wandinnenfläche (18) des Werkzeugunterteils (10) einerseits und durch eine Bodenaußenfläche (20) und eine umlaufende Wandau­ ßenfläche (22) des in seiner Schließstellung be­ findlichen Werkzeugoberteils (12) andererseits be­ grenzten, mit einem dünnflüssigen, unter Bildung des Behälters aushärtbaren Kunststoff oder Reak­ tionsgemisch beaufschlagbaren Formnest (14) und einer das Formnest (14) zwischen der Wandinnenflä­ che (18) des Werkzeugunterteils (10) und der Wand­ außenfläche (22) des Werkzeugoberteils (12) von oben her über eine Teilhöhe dichtend ausfüllenden, ringförmig mit geschlossener Unterkante (44) umlau­ fenden Füllstückanordnung (24) aus elastomerem, temperaturfestem Material.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllstückanordnung (24) zumindest par­ tiell aus einem Silikonmaterial besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Füllstückanordnung (24) mehrere in Umfangsrichtung voneinander getrennte, dicht ge­ geneinander anliegende Füllstücke (26, 28) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllstücke (24, 26) form- und/oder kraftschlüssig mit dem Werkzeugunterteil (10) ver­ bindbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an jeder Wandseite des Werkzeugober­ teils (12) ein sich etwa über die Länge des Werk­ zeugoberteils (12) erstreckendes Füllstück (26) befestigbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die wandseitigen Füllstücke (26) über Eck durch abgebogene, vorzugsweise in sich gekrümmte eckseitige Füllstücke (28) miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, ge­ kennzeichnet durch mindestens eine in der Wandau­ ßenfläche (22) des Werkzeugoberteils (12) angeord­ nete, zum Formnest (14) hin randoffene, vorzugs­ weise umlaufende Ausnehmung (32) zur formschlüssi­ gen Verankerung der zur Ausnehmung komplementär ge­ formten Füllstücke (26, 28).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Füllstücke (26, 28) eine von dem elastomeren Material ummantelte Armie­ rung (34) aus magnetisierbarem Material enthalten, und daß innerhalb des Werkzeugoberteils (12) auf der Höhe der Füllstücke (26, 28) in Richtung Wand­ außenfläche (22) weisende Permanent- oder Elektro­ magnete (38) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das aus einem nicht magnetisierbaren Mate­ rial, vorzugsweise aus Aluminium bestehende Werk­ zeugoberteil (12) in seinem Wandbereich mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete, von in­ nen her mit ihrem Boden bis in die Nähe der Wand­ außenfläche (22) reichende Sacklöcher (36) zur Auf­ nahme der Permanent- oder Elektromagnete (38) auf­ weisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens zwei in unterschiedlicher Höhe umlaufende Sacklochreihen zur Aufnahme der Perma­ nent- oder Elektromagnete (38) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet durch mehrere gegeneinander austausch­ bare Füllstücksätze (24) unterschiedlicher Höhe.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch bo­ denseitig in das Formnest (14) einspritzbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die das Formnest (14) be­ grenzende Unterkante (44) der Füllstückanordnung (24) eine ebene oder konkave Querschnittskontur aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Armierung (34) als Lochblech oder Lochgitter ausgebildet und mit ihren Löchern formschlüssig im Silikonmaterial verankert ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entformwinkel der Wandinnen- und -außenflächen (18, 22) der Werkzeug­ unter- und -oberteile (10, 12) kleiner als 0,4°, vorzugsweise 0,1° bis 0,3° ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ge­ kennzeichnet durch mindestens eine im Werkzeugun­ terteil (10) angeordnete, zum Formnest (14) hin of­ fene Ausnehmung (47) zur form- und kraftschlüssigen Aufnahme eines auf der Formnestseite mit der Innen­ fläche (16, 18) des Werkzeugunterteils (10) bündig und formtreu abschließenden Silikonstopfens (50), der mindestens einen von außen her in das Formnest (14) mündenden, mit Druckluft beaufschlagbaren und unter Druckeinwirkung aus dem Formnest (14) selbst­ tätig verschließbaren Ventilkanal (48) aufweist.

17. Vorrichtung zur Herstellung von stapelbaren Behäl­ tern, die einen vorzugsweise rechteckigen Boden und mehrere, vorzugsweise vier über den Boden überste­ hende, über Eck miteinander verbundene, eine ge­ meinsame umlaufende Behälteroberkante bildende Sei­ tenwände aufweisen, mit einem Formwerkzeug beste­ hend aus einem topfförmigen Werkzeugunterteil (10), einem gegenüber diesem zwischen einer Offenstellung außerhalb und einer Schließstellung innerhalb des Werkzeugunterteils (10) verschiebbaren Werkzeug­ oberteil (12), einem durch eine Bodeninnenfläche (16) und eine umlaufende Wandinnenfläche (18) des Werkzeugunterteils (10) einerseits und durch eine Bodenaußenfläche (20) und eine umlaufende Wandau­ ßenfläche (22) des in seiner Schließstellung be­ findlichen Werkzeugoberteils (12) andererseits be­ grenzten, mit einem dünnflüssigen, unter Bildung des Behälters aushärtbaren Kunststoff oder Reak­ tionsgemisch beaufschlagbaren Formnest (14), ge­ kennzeichnet durch mindestens eine im Werkzeugun­ terteil (10) angeordnete, zum Formnest (14) hin of­ fene Ausnehmung (47) zur form- und kraftschlüssigen Aufnahme eines auf der Formnestseite mit der Innen­ fläche (16, 18) des Werkzeugunterteils (10) bündig und formtreu abschließenden Silikonstopfens (50), der mindestens einen von außen her in das Formnest (14) mündenden, mit Druckluft beaufschlagbaren und unter Druckeinwirkung aus dem Formnest (14) selbst­ tätig verschließbaren Ventilkanal (48) aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Silikonstopfen (50) ein nach außen überstehender, innenseitig mit dem Ven­ tilkanal (48) kommunizierender Schlauchanschluß­ stutzen (54) eingebettet, vorzugsweise eingegossen ist.